JP2009098694A - In-plane switching mode liquid crystal display and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横電界(In Plane Switching:IPS)方式液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、開口率及び収率を向上させた横電界方式液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a horizontal electric field mode liquid crystal display device with improved aperture ratio and yield and a manufacturing method thereof.
最近、情報ディスプレイに関する関心が高まり、また、携帯が可能な情報媒体の利用への要求が高くなり、従来の表示装置であるブラウン管(CRT)に代わる軽量、薄型のフラットパネルディスプレイ(FPD)に対する研究及び商業化が重点的に行われている。特に、このようなフラットパネルディスプレイのうち液晶表示装置(LCD)は、液晶の光学的異方性を利用して画像を表現する装置であり、解像度、カラー表示及び画質などに優れているため、ノートブックやデスクトップモニタなどに多く適用されている。 Recently, interest in information displays has increased, and demands for using portable information media have increased. Research on lightweight, thin flat panel displays (FPDs) that replace CRTs, which are conventional display devices. And commercialization is focused on. In particular, among such flat panel displays, a liquid crystal display (LCD) is a device that expresses an image using the optical anisotropy of liquid crystal, and is excellent in resolution, color display, image quality, and the like. It is often applied to notebooks and desktop monitors.
前記液晶表示装置は、第1基板であるカラーフィルタ基板と、第2基板であるアレイ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板との間に形成された液晶層とから構成される。ここで、前記カラーフィルタ基板は、赤(R)、緑(G)及び青(B)の色を実現する複数のサブカラーフィルタから構成されるカラーフィルタと、前記サブカラーフィルタ間を区分し、前記液晶層を透過する光を遮断するブラックマトリクスと、前記液晶層に電圧を印加する透明な共通電極とからなる。 The liquid crystal display device includes a color filter substrate as a first substrate, an array substrate as a second substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate. Here, the color filter substrate separates a color filter composed of a plurality of sub-color filters that realize red (R), green (G), and blue (B) colors, and the sub-color filter, It consists of a black matrix that blocks light transmitted through the liquid crystal layer and a transparent common electrode that applies a voltage to the liquid crystal layer.
前記アレイ基板は、縦横に配列されて複数の画素領域を定義する複数のゲートラインとデータライン、前記ゲートラインと前記データラインの交差領域に形成されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)、及び前記画素領域の上に形成された画素電極からなる。 The array substrate includes a plurality of gate lines and data lines that are arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel regions, a thin film transistor (TFT) that is a switching element formed in an intersection region of the gate lines and the data lines, and The pixel electrode is formed on the pixel region.
このように構成された前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板は、画像表示領域の外郭に形成されたシーラントにより対向するように貼り合わせられて液晶表示パネルを構成し、前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板の貼り合わせは、前記カラーフィルタ基板又は前記アレイ基板に形成された貼り合わせキーにより行われる。 The color filter substrate and the array substrate thus configured are bonded to each other by a sealant formed on the outer periphery of the image display area to constitute a liquid crystal display panel, and the color filter substrate and the array substrate The bonding is performed by a bonding key formed on the color filter substrate or the array substrate.
ここで、前述した液晶表示装置は、ネマチック相の液晶分子を基板に対して垂直方向に駆動するTN(Twisted Nematic)方式の液晶表示装置であり、前記TN方式の液晶表示装置は、視野角が約90度で狭いという欠点を有する。これは、液晶分子の屈折率異方性に起因するものであり、基板に対して水平に配向された液晶分子が、液晶表示パネルに電圧が印加されるときに基板に対してほぼ垂直方向に配向されるためである。 Here, the liquid crystal display device described above is a TN (Twisted Nematic) liquid crystal display device that drives nematic liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the substrate, and the TN liquid crystal display device has a viewing angle. It has the disadvantage of being narrow at about 90 degrees. This is due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules aligned horizontally with respect to the substrate are substantially perpendicular to the substrate when a voltage is applied to the liquid crystal display panel. This is because it is oriented.
これに対して、横電界方式液晶表示装置は、液晶分子を基板に対して水平方向に駆動して視野角を170度以上に向上させたものである。以下、図面を参照して前記横電界方式液晶表示装置について詳細に説明する。 On the other hand, the lateral electric field type liquid crystal display device has a viewing angle improved to 170 degrees or more by driving liquid crystal molecules in a horizontal direction with respect to the substrate. Hereinafter, the horizontal electric field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to the drawings.
図8は、一般的な横電界方式液晶表示装置のアレイ基板の一部を示す平面図であり(例えば、特許文献1参照)、実際の液晶表示装置では、N個のゲートラインとM個のデータラインが交差してM×N個の画素が存在するが、説明の便宜のために1つの画素のみを示す。 FIG. 8 is a plan view showing a part of an array substrate of a general horizontal electric field type liquid crystal display device (see, for example, Patent Document 1). In an actual liquid crystal display device, N gate lines and M pieces of gate electrodes are used. Although the data lines intersect and there are M × N pixels, only one pixel is shown for convenience of explanation.
また、図9は、図8に示すアレイ基板のI−I’線断面図であり、図8に示す前記アレイ基板と前記アレイ基板に対応して貼り合わせられたカラーフィルタ基板をも示す。 FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line I-I ′ of the array substrate shown in FIG. 8, and also shows the array substrate shown in FIG. 8 and a color filter substrate bonded to the array substrate.
図8及び図9に示すように、透明なアレイ基板10には、アレイ基板10の上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン16とデータライン17が形成され、ゲートライン16とデータライン17の交差領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスタTが形成される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
ここで、薄膜トランジスタTは、ゲートライン16に接続されたゲート電極21と、データライン17に接続されたソース電極22と、画素電極ライン18lを介して画素電極18に接続されたドレイン電極23とから構成される。さらに、薄膜トランジスタTは、ゲート電極21とソース電極22及びドレイン電極23の絶縁のための第1絶縁膜15aと、ゲート電極21に供給されるゲート電圧によりソース電極22とドレイン電極23との間に伝導チャネル(conductive channel)を形成するアクティブパターン24とを含む。
Here, the thin film transistor T includes a
なお、符号25は、アクティブパターン24のソース/ドレイン領域と前記ソース/ドレイン電極22、23間をオーミックコンタクト(ohmic contact)させるオーミックコンタクト層を示す。
ここで、前記画素領域内には、ゲートライン16に対して平行方向に共通ライン8lとストレージ電極18sが配列され、横電界90を発生して液晶分子30をスイッチングする複数の共通電極8と画素電極18がデータライン17と実質的に同一方向に配列される。
Here, in the pixel region, a common line 8 l and a
複数の共通電極8は、ゲートライン16と同一の導電物質で形成されて共通ライン8lに接続され、複数の画素電極18は、データライン17と同一の導電物質で形成されて画素電極ライン18lとストレージ電極18sに接続される。
The plurality of
ここで、画素電極ライン18lに接続された画素電極18は、画素電極ライン18lを介して薄膜トランジスタTのドレイン電極23に電気的に接続される。
Here, the
また、ストレージ電極18sは、第1絶縁膜15aを介してその下部の共通ライン8lの一部と重なってストレージキャパシタCstを形成する。
Further, the
また、透明なカラーフィルタ基板5には、薄膜トランジスタT、ゲートライン16、及びデータライン17に光が漏れることを防止するブラックマトリクス6と、赤、緑、青色のカラーを実現するためのカラーフィルタ7とが形成される。
The transparent
このように構成されたアレイ基板10とカラーフィルタ基板5の対向面には、液晶分子30の初期配向方向を決定する配向膜(図示せず)がそれぞれ塗布されている。
An alignment film (not shown) for determining the initial alignment direction of the
前述したような構造を有する一般的な横電界方式液晶表示装置は、共通電極8と画素電極18が同一のアレイ基板10の上に配置されて横電界を発生するため、視野角が向上するという利点を有する。
In the general horizontal electric field type liquid crystal display device having the above-described structure, the
しかしながら、前記横電界方式液晶表示装置は、画素領域内に不透明な導電物質で形成された複数の共通電極と画素電極が配列され、ストレージキャパシタを形成するために不透明な導電物質で形成された共通ラインが配列されているので、画素領域の開口率が低下するという問題があった。 However, the horizontal electric field type liquid crystal display device includes a common electrode formed of an opaque conductive material in order to form a storage capacitor in which a plurality of common electrodes and pixel electrodes formed of an opaque conductive material are arranged in a pixel region. Since the lines are arranged, there is a problem that the aperture ratio of the pixel region is lowered.
また、前記共通ラインがゲートラインと同一層の前記ゲートラインの近くに形成されるので、前記共通ラインが前記ゲートラインと短絡する不良が発生するという問題があった。 In addition, since the common line is formed near the gate line in the same layer as the gate line, there is a problem that the common line is short-circuited with the gate line.
本発明の目的は、複数の共通電極と画素電極を透明な導電物質で形成すると共に、データラインに対して実質的に平行方向に共通ラインを形成することにより、開口率を改善した横電界方式液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。 It is an object of the present invention to form a plurality of common electrodes and pixel electrodes with a transparent conductive material, and to form a common line in a direction substantially parallel to a data line, thereby improving an aperture ratio and a lateral electric field method. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
本発明の他の目的は、ゲートライン全体に比べて短いデータライン方向に共通ラインを形成することにより、共通ラインの全体抵抗を減少させて共通電圧を安定化した横電界方式液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to form a common line in a data line direction shorter than the entire gate line, thereby reducing the overall resistance of the common line and stabilizing the common voltage, and a lateral electric field liquid crystal display device thereof It is to provide a manufacturing method.
本発明のさらに他の目的は、絶縁膜を介在した状態でゲートラインを横切る方向に前記共通ラインを配列することにより、前記ゲートラインと前記共通ラインが短絡する不良を防止できる横電界方式液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a horizontal electric field type liquid crystal display capable of preventing a short circuit between the gate line and the common line by arranging the common line in a direction across the gate line with an insulating film interposed therebetween. It is to provide an apparatus and a manufacturing method thereof.
このような目的を達成するために、本発明の横電界方式液晶表示装置は、アレイ基板に第1方向に配列されるゲートラインと、前記第1方向に対して実質的に垂直した第2方向に配列され、前記ゲートラインとともに前記アレイ基板に画素領域を定義するデータラインと、前記アレイ基板上に提供された1つ以上のストレージ電極と、前記それぞれの画素領域を横切って延びる共通電極と、前記共通電極に対して実質的に平行に配列されるとともに、前記共通電極と交互に配置されて前記それぞれの画素領域に横電界を発生させる画素電極と、前記ゲートラインと前記データラインの交差領域に提供され、対応するデータラインに接続されたソース電極、対応する画素電極に接続されたドレイン電極、及びゲート電極を含む薄膜トランジスタと、前記画素領域内にそれぞれの共通電極の下部に位置し、前記データラインに対して実質的に平行に配置される少なくとも1つの共通ラインとを含む。 In order to achieve the above object, a horizontal electric field type liquid crystal display device according to the present invention includes gate lines arranged in a first direction on an array substrate, and a second direction substantially perpendicular to the first direction. A data line defining a pixel region on the array substrate together with the gate line, one or more storage electrodes provided on the array substrate, and a common electrode extending across the respective pixel region; A pixel electrode arranged substantially parallel to the common electrode and alternately arranged with the common electrode to generate a lateral electric field in each pixel region; and an intersection region of the gate line and the data line A thin film transistor including a source electrode connected to a corresponding data line, a drain electrode connected to a corresponding pixel electrode, and a gate electrode , Located at the bottom of each of the common electrode in the pixel region, and at least one common line is substantially parallel to the said data lines.
また、本発明の横電界方式液晶表示装置の製造方法は、アレイ基板上に第1方向に配列されたゲートライン、及び前記第1方向に対して実質的に垂直した第2方向に配列されて前記ゲートラインとともに画素領域を定義するデータラインを形成する段階と、前記アレイ基板上にストレージ電極を形成する段階と、前記それぞれの画素領域を延びて横切る共通電極を形成する段階と、前記共通電極に対して実質的に平行に配列されるとともに、前記共通電極と交互に配置されて前記それぞれの画素領域に横電界を発生させる画素電極を形成する段階と、前記ゲートラインと前記データラインの交差領域に提供され、対応するデータラインに接続されたソース電極、対応する画素電極に接続されたドレイン電極、及びゲート電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階と、前記画素領域内に前記共通電極のいずれか1つの共通電極の下部に位置し、前記データラインに対して実質的に平行に少なくとも1つの共通ラインを形成する段階とを含む。 The method of manufacturing a horizontal electric field type liquid crystal display device according to the present invention includes a gate line arranged in a first direction on an array substrate and a second direction substantially perpendicular to the first direction. Forming a data line defining a pixel region together with the gate line; forming a storage electrode on the array substrate; forming a common electrode extending across the respective pixel region; and the common electrode Forming pixel electrodes arranged in parallel with each other and alternately arranged with the common electrodes to generate a lateral electric field in the respective pixel regions, and intersecting the gate lines and the data lines A thin film transistor including a source electrode provided in a region and connected to a corresponding data line, a drain electrode connected to a corresponding pixel electrode, and a gate electrode. Forming a star; and forming at least one common line in the pixel region below one of the common electrodes and substantially parallel to the data line. Including.
また、本発明の横電界方式液晶表示装置の他の製造方法は、第1基板上にゲート電極、ゲートライン、及びストレージ電極を形成する段階と、前記ゲート電極、ゲートライン、及びストレージ電極が形成された第1基板上に第1絶縁膜を形成する段階と、前記第1絶縁膜上にアクティブパターンを形成する段階と、前記アクティブパターンが形成された第1基板上にソース電極とドレイン電極を形成し、前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインを形成する段階と、前記アクティブパターンが形成された第1基板の画素領域に形成し、前記データラインに対して実質的に平行方向に少なくとも1つの共通ラインを形成する段階と、前記ソース電極、ドレイン電極、データライン、及び共通ラインが形成された第1基板上に第2絶縁膜を形成する段階と、前記画素領域の第2絶縁膜上に交互に配置されて横電界を発生させる複数の共通電極と画素電極を形成するとき、少なくとも1つの共通電極は前記共通ラインの上部に位置するように共通電極と画素電極を形成する段階とを含む。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a horizontal electric field type liquid crystal display device, comprising: forming a gate electrode, a gate line, and a storage electrode on a first substrate; and forming the gate electrode, the gate line, and the storage electrode. Forming a first insulating film on the formed first substrate; forming an active pattern on the first insulating film; and forming a source electrode and a drain electrode on the first substrate on which the active pattern is formed. Forming a data line defining a pixel region intersecting with the gate line; and forming the data line in a pixel region of the first substrate on which the active pattern is formed, and being substantially parallel to the data line. Forming at least one common line in a direction, and on the first substrate on which the source electrode, the drain electrode, the data line, and the common line are formed. And forming a plurality of common electrodes and pixel electrodes that are alternately disposed on the second insulating film in the pixel region and generate a lateral electric field, wherein at least one common electrode is the common line. Forming a common electrode and a pixel electrode so as to be positioned on the top of the substrate.
以下、添付図面を参照して本発明による横電界方式液晶表示装置及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a horizontal electric field mode liquid crystal display device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置のアレイ基板の一部を概略的に示す平面図である。ここで、実際のアレイ基板にはN個のゲートラインとM個のデータラインが交差してM×N個の画素が存在するが、説明の便宜のために1つの画素のみを示す。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a part of an array substrate of a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. Here, in the actual array substrate, N gate lines and M data lines intersect to have M × N pixels, but only one pixel is shown for convenience of explanation.
図1に示すように、共通電極及び画素電極が折曲構造を有する場合、液晶分子が2方向に配列されて2ドメインを形成するため、モノドメインに比べて視野角がさらに向上する。ただし、本発明は、前記2ドメイン構造の横電界方式液晶表示装置に限定されるものではなく、2ドメイン以上のマルチドメイン構造の横電界方式液晶表示装置に適用できる。このように、2ドメイン以上のマルチドメインを形成するIPS構造をS−IPS(Super-IPS)という。 As shown in FIG. 1, when the common electrode and the pixel electrode have a bent structure, liquid crystal molecules are arranged in two directions to form two domains, so that the viewing angle is further improved as compared with the mono domain. However, the present invention is not limited to the two-domain lateral electric field mode liquid crystal display device, and can be applied to a multi-domain lateral electric field mode liquid crystal display device having two or more domains. Thus, an IPS structure that forms a multi-domain of two or more domains is referred to as S-IPS (Super-IPS).
図1に示すように、第1の実施の形態のアレイ基板110には、アレイ基板110の上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン116とデータライン117が形成され、ゲートライン116とデータライン117の交差領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される。
As shown in FIG. 1, the
前記薄膜トランジスタは、ゲートライン116の一部を構成するゲート電極121と、データライン117に接続された「U」字状のソース電極122と、画素電極118に接続されたドレイン電極123とから構成される。また、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極121とソース電極122及びドレイン電極123の絶縁のための第1絶縁膜(図示せず)と、ゲート電極121に供給されるゲート電圧によりソース電極122とドレイン電極123間に伝導チャネルを形成するアクティブパターン(図示せず)とを含む。ここで、図面には、ソース電極122の形状が「U」字状となっているため、チャネルの形状が「U」字状である薄膜トランジスタを示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記薄膜トランジスタのチャネル形状に関係なく適用できる。
The thin film transistor includes a
また、前記画素領域内には、横電界を発生するための共通電極108、108a、108a’と画素電極118が交互に形成され、共通電極108、108a、108a’のうち画素領域の縁部に形成された一対の最外郭共通電極108a、108a’は、前記第1絶縁膜と第2絶縁膜(図示せず)を介してその下部の一対のストレージ電極118a、118a’と重なってそれぞれ第1ストレージキャパシタCst1と第2ストレージキャパシタCst2を構成する。ここで、共通電極108、108a、108a’と画素電極118は、データライン117に対して実質的に平行方向に配列される。
In the pixel region,
第1ストレージキャパシタCst1と第2ストレージキャパシタCst2は、液晶キャパシタに印加された電圧を次の信号が入力されるまで一定に維持する役割を果たす。このような第1ストレージキャパシタCst1と第2ストレージキャパシタCst2は、信号の維持以外にも、グレースケール表示の安定化、フリッカー、及び残像の減少などの役割を果たす。 The first storage capacitor Cst1 and the second storage capacitor Cst2 serve to maintain the voltage applied to the liquid crystal capacitor constant until the next signal is input. The first storage capacitor Cst1 and the second storage capacitor Cst2 serve not only for maintaining the signal but also for stabilizing gray scale display, flicker, and reducing afterimage.
ここで、第1の実施の形態の横電界方式液晶表示装置は、画素領域の左右縁部に最外郭共通電極108a、108a’とストレージ電極118a、118a’がそれぞれ形成されて第1ストレージキャパシタCst1と第2ストレージキャパシタCst2を構成する例について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、画素領域の一側縁部にのみストレージ電極が形成されて1つのストレージキャパシタを構成することもできる。
Here, in the horizontal electric field type liquid crystal display device of the first embodiment, the outermost
また、共通電極108、108a、108a’の一端部には、ゲートライン116に対して実質的に平行方向に配置され、共通電極108、108a、108a’の一側を接続する第1接続ライン108Lが形成される。また、画素電極118の一端部には、画素電極118の一側を接続し、第2絶縁膜に形成された第1コンタクトホール140a及び一対の第2コンタクトホール140b、140b’を介してそれぞれドレイン電極123及び一対のストレージ電極118a、118a’と電気的に接続される第2接続ライン118Lが形成される。
Further, one end of the
また、前記画素領域内の任意の共通電極108の下部には、データライン117に対して実質的に平行方向に本発明の第1の実施の形態の共通ライン108lが形成され、ここで、共通ライン108lは、データライン117と同一の導電物質で、データライン117と同一の層に形成される。
A common line 108l according to the first embodiment of the present invention is formed below the arbitrary
また、共通ライン108lは、第2絶縁膜に形成された第3コンタクトホール140cを介して第1接続ライン108Lと電気的に接続されて第1接続ライン108Lと共通電極108、108a、108a’に共通電圧を供給する。
The common line 108l is electrically connected to the
ここで、アレイ基板110の縁部領域には、ゲートライン116とデータライン117にそれぞれ電気的に接続するゲートパッド電極126pとデータパッド電極127pが形成され、これらゲートパッド電極126pとデータパッド電極127pは、外部の駆動回路部から印加される走査信号とデータ信号をそれぞれゲートライン116とデータライン117に伝達する。
Here, a
すなわち、データライン117とゲートライン116は、駆動回路部側に延びてそれぞれデータパッドライン117pとゲートパッドライン116pに接続され、データパッドライン117pとゲートパッドライン116pは、前記第2絶縁膜に形成された第4コンタクトホール140dと第5コンタクトホール140eを介して電気的に接続されたデータパッド電極127pとゲートパッド電極126pを介して前記駆動回路部からそれぞれデータ信号と走査信号を受信する。
That is, the
このように構成された本発明の第1の実施の形態の横電界方式液晶表示装置は、共通電極108、108a、108a’、画素電極118、第1接続ライン108L、及び第2接続ライン118Lがインジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide:ITO)又はインジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide;IZO)などの透明な導電物質で形成されているため、開口率が向上するという利点がある。
The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention configured as described above includes the
さらに、共通ライン108lをデータライン117に対して実質的に平行方向に形成することにより、共通ライン108lの線幅を減少できるため、画素領域の開口率が約8〜30%向上するという効果がある。
Furthermore, since the line width of the common line 108l can be reduced by forming the common line 108l in a direction substantially parallel to the
また、全体の液晶表示パネルにおいて、ゲートライン116の全長の約0.56倍の長さを有するデータライン117の方向に共通ライン108lを形成することにより、共通ライン108lの全体抵抗が減少する。その結果、共通電圧が安定化してリップルやフリッカーなどの画質低下の問題を防止できる。なお、一般的な横電界方式液晶表示装置では、共通ラインが液晶表示パネルに対して水平方向、すなわち、ゲートラインに対して実質的に平行方向に形成されているため、RC遅延の増加による共通電圧の変動が液晶表示パネルの両端間で約200mVの差となり、リップル及びフリッカー現象が発生する。
Further, in the entire liquid crystal display panel, by forming the common line 108l in the direction of the
また、本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置は、ゲートライン116と同一層にゲートライン116の近くに共通ライン108lを形成するのでなく、データライン117と同一層に第1絶縁膜を介在した状態でゲートライン116を横切る方向に共通ライン108lを形成することにより、ゲートライン116と共通ライン108lが短絡する不良を防止でき、収率が向上する。
In the horizontal electric field mode liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, the common line 108l is not formed near the
ここで、本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置は、ハーフトーンマスク又は回折マスク(以下、ハーフトーンマスクという場合は回折マスクを含むものとする)を利用して1回のマスク工程で、ソース電極、ドレイン電極、データライン、データパッドラインを含むデータ配線、共通ライン、及びアクティブパターンを同時に形成することにより、総4回のマスク工程でアレイ基板を製造することができる。これについて、以下の横電界方式液晶表示装置の製造方法を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、前述したマスク工程数に限定されるものではない。 Here, the horizontal electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention uses a halftone mask or a diffraction mask (hereinafter referred to as a halftone mask to include a diffraction mask) to perform a single mask. In the process, the array substrate can be manufactured in a total of four mask processes by simultaneously forming the data lines including the source electrode, the drain electrode, the data line, the data pad line, the common line, and the active pattern. This will be described in detail with reference to the following method for manufacturing a horizontal electric field type liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to the number of mask processes described above.
図2A〜図2Dは、図1に示すアレイ基板のIIIa−IIIa’−IIIa”線、IIIb−IIIb線、及びIIIc−IIIc線断面図であり、アレイ基板の製造工程を順に示す。図の左側は、データライン領域を含む画素部のアレイ基板を製造する工程を示し、右側は、データパッド部とゲートパッド部のアレイ基板を製造する工程を順に示す。 2A to 2D are cross-sectional views taken along lines IIIa-IIIa′-IIIa ″, IIIb-IIIb, and IIIc-IIIc of the array substrate shown in FIG. Shows the process of manufacturing the array substrate of the pixel part including the data line region, and the right side shows the process of manufacturing the array substrate of the data pad part and the gate pad part in order.
また、図3A〜図3Dは、図1に示すアレイ基板の製造工程を順に示す平面図である。図2A及び図3Aに示すように、ガラスのような透明な絶縁物質で形成されたアレイ基板110の画素部にゲート電極121、ゲートライン116、第1ストレージ電極118a、第2ストレージ電極118a’、及びゲートパッドライン116pを形成する。ここで、第1ストレージ電極118aと第2ストレージ電極118a’は、折曲構造を有して画素領域の左右縁部に形成され、ゲートライン116に対して実質的に交差する方向に配列される。
3A to 3D are plan views sequentially showing manufacturing steps of the array substrate shown in FIG. As shown in FIGS. 2A and 3A, a
ゲート電極121、ゲートライン116、第1ストレージ電極118a、第2ストレージ電極118a’、及びゲートパッドライン116pは、第1導電膜をアレイ基板110の全面に蒸着した後、フォトリソグラフィ工程(第1マスク工程)で選択的にパターニングして形成する。ここで、前記第1導電膜としては、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、タングステン(W)、銅(Cu)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、及びモリブデン合金などの低抵抗不透明導電物質を使用することができる。また、前記第1導電膜は、前記低抵抗不透明導電物質が2つ以上積層された多層構造で形成されてもよい。
The
次に、図2B及び図3Bに示すように、ゲート電極121、ゲートライン116、第1ストレージ電極118a、第2ストレージ電極118a’、及びゲートパッドライン116pが形成されたアレイ基板110の全面に第1絶縁膜115a、非晶質シリコン薄膜、n+非晶質シリコン薄膜、及び第2導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ工程(第2マスク工程)で選択的に除去することにより、アレイ基板110の画素部に前記非晶質シリコン薄膜で形成されたアクティブパターン124を形成すると同時に、前記第2導電膜で形成されてアクティブパターン124のソース/ドレイン領域と電気的に接続するソース/ドレイン電極122、123を形成する。
Next, as shown in FIGS. 2B and 3B, the first electrode is formed on the entire surface of the
前記第2マスク工程で、アレイ基板110のデータライン領域には、前記第2導電膜で形成されたデータライン117が形成され、アレイ基板110のデータパッド部には、前記第2導電膜で形成されたデータパッドライン117pが形成される。また、前記第2マスク工程で、画素領域内に前記第2導電膜で形成された共通ライン108lが形成され、共通ライン108lは、データライン117に対して実質的に平行方向に形成される。
ここで、アクティブパターン124の上部には、前記n+非晶質シリコン薄膜で形成され、ソース/ドレイン電極122、123と同一の形状にパターニングされたオーミックコンタクト層125nが形成される。
In the second mask process, the
Here, an
また、共通ライン108l、データライン117、及びデータパッドライン117pの下部には、それぞれ前記非晶質シリコン薄膜とn+非晶質シリコン薄膜で形成され、共通ライン108l、データライン117、及びデータパッドライン117pと同一の形状にパターニングされた第1非晶質シリコン薄膜パターン124’と第2n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’、第2非晶質シリコン薄膜パターン124’’と第3n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’’、及び第3非晶質シリコン薄膜パターン124’’’と第4n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’’’が形成される。
The common line 108l, the
ここで、本発明の第1の実施の形態によるアクティブパターン124、ソース/ドレイン電極122、123、データライン117、データパッドライン117p、及び共通ライン108lは、ハーフトーンマスクを利用して1回のマスク工程(第2マスク工程)で同時に形成される。以下、図面を参照して前記第2マスク工程について詳細に説明する。
図4A〜図4Fは、図2B及び図3Bに示すアレイ基板において、本発明の第1の実施の形態による第2マスク工程を具体的に示す断面図である。
Here, the
4A to 4F are cross-sectional views specifically showing a second mask process according to the first embodiment of the present invention in the array substrate shown in FIGS. 2B and 3B.
図4Aに示すように、ゲート電極121、ゲートライン116、第1ストレージ電極118a、第2ストレージ電極118a’、及びゲートパッドライン116pが形成されたアレイ基板110の全面に、ゲート絶縁膜115a、非晶質シリコン薄膜120、n+非晶質シリコン薄膜125、及び第2導電膜130を形成する。ここで、第2導電膜130は、ソース電極、ドレイン電極、データライン、データパッドライン、及び共通ラインを構成するために、アルミニウム、アルミニウム合金、タングステン、銅、クロム、モリブデン、及びモリブデン合金などの低抵抗不透明導電物質で形成される。
As shown in FIG. 4A, a
また、図4Bに示すように、アレイ基板110の全面に、フォトレジストのような感光性物質からなる感光膜170を形成した後、本発明の実施の形態によるハーフトーンマスク180を利用して感光膜170に選択的に光を照射する。ここで、ハーフトーンマスク180には、照射された全ての光を透過させる第1透過領域Iと、光の一部は透過させて一部は遮断する第2透過領域II、及び照射された全ての光を遮断する遮断領域IIIが備えられ、ハーフトーンマスク180を透過した光のみが感光膜170に照射される。
Also, as shown in FIG. 4B, a
次に、ハーフトーンマスク180により露光された感光膜170を現像すると、図4Cに示すように、遮断領域IIIと第2透過領域IIにより全ての光又は一部の光が遮断された領域には、所定厚さの第1感光膜パターン170a〜第6感光膜パターン170fが残り、全ての光が透過した第1透過領域Iには、感光膜170が完全に除去されて第2導電膜130の表面が露出する。
Next, when the
ここで、遮断領域IIIに形成された第1感光膜パターン170a〜第5感光膜パターン170eは、第2透過領域IIにより形成された第6感光膜パターン170fより厚く形成される。また、第1透過領域Iを介して全ての光が透過した領域は、ポジティブタイプのフォトレジストを使用したため、前記感光膜が完全に除去されるが、本発明は、これに限定されるものではなく、ネガティブタイプのフォトレジストを使用してもよい。
Here, the first
次に、図4Dに示すように、前述したように形成された第1感光膜パターン170a〜第6感光膜パターン170fをマスクにして、その下部に形成された非晶質シリコン薄膜、n+非晶質シリコン薄膜、及び第2導電膜を選択的に除去すると、アレイ基板110の画素部に前記非晶質シリコン薄膜で形成されたアクティブパターン124が形成され、アレイ基板110のデータライン領域には前記第2導電膜で形成されたデータライン117が形成される。
Next, as shown in FIG. 4D, the first
また、アレイ基板110のデータパッド部には、前記第2導電膜で形成されたデータパッドライン117pが形成され、アレイ基板110の画素領域内には、前記第2導電膜で形成された共通ライン108lが形成される。
A
ここで、本発明の第1の実施の形態は、画素領域内に1つの共通ライン108lを形成する例について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、2つ以上の共通ライン108lを形成する場合にも適用できる。 Here, the first embodiment of the present invention has described an example in which one common line 108l is formed in a pixel region, but the present invention is not limited to this, and two or more lines are formed. The present invention can also be applied to forming the common line 108l.
また、アクティブパターン124の上部には、それぞれ前記n+非晶質シリコン薄膜と第2導電膜で形成され、アクティブパターン124と同一の形状にパターニングされた第1n+非晶質シリコン薄膜パターン125’と第2導電膜パターン130’が形成される。
Also, a first n + amorphous silicon
また、共通ライン108l、データライン117、及びデータパッドライン117pの下部には、それぞれ前記非晶質シリコン薄膜とn+非晶質シリコン薄膜で形成され、共通ライン108l、データライン117、及びデータパッドライン117pと同一の形状にパターニングされた第1非晶質シリコン薄膜パターン124’と第2n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’、第2非晶質シリコン薄膜パターン124’’と第3n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’’、及び第3非晶質シリコン薄膜パターン124’’’と第4n+非晶質シリコン薄膜パターン125’’’’が形成される。
The common line 108l, the
その後、第1感光膜パターン170a〜第6感光膜パターン170fの一部を除去するアッシング工程を行うと、図4Eに示すように、第2透過領域IIの第6感光膜パターンが完全に除去される。
Thereafter, when an ashing process for removing a part of the first
ここで、前記第1感光膜パターン〜第5感光膜パターンは、前記第6感光膜パターンの厚さだけ除去された第7感光膜パターン170a’〜第11感光膜パターン170e’となり、遮断領域IIIに対応するソース電極領域、ドレイン電極領域、前記共通ライン108l、データライン117、及びデータパッドライン117pの上部にのみ残る。
Here, the first photosensitive film pattern to the fifth photosensitive film pattern are the seventh
その後、図4Fに示すように、前記残っている第7感光膜パターン170a’〜第11感光膜パターン170e’をマスクにして前記第1n+非晶質シリコン薄膜パターンと第2導電膜パターンの一部を除去することにより、アレイ基板110の画素部に前記第2導電膜で形成されたソース電極122とドレイン電極123を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4F, one of the first n + amorphous silicon thin film pattern and the second conductive film pattern is formed using the remaining seventh
ここで、アクティブパターン124の上部には、前記n+非晶質シリコン薄膜で形成され、アクティブパターン124のソース/ドレイン領域と前記ソース/ドレイン電極122、123間をオーミックコンタクトするオーミックコンタクト層125nが形成される。
Here, an
このように、本発明の第1の実施の形態は、ハーフトーンマスクを利用することにより、アクティブパターン124、ソース/ドレイン電極122、123、データライン117、データパッドライン117p、及び共通ライン108lを1回のマスク工程で形成することができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the
その後、図2C及び図3Cに示すように、アクティブパターン124、ソース/ドレイン電極122、123、データライン117、データパッドライン117p、及び共通ライン108lが形成されたアレイ基板110の全面に第2絶縁膜115bを形成する。
Thereafter, as shown in FIGS. 2C and 3C, the second insulation is formed on the entire surface of the
次に、フォトリソグラフィ工程(第3マスク工程)で第2絶縁膜115bの一部領域を選択的に除去することにより、ドレイン電極123の一部を露出させる第1コンタクトホール140aと、前記第1ストレージ電極118a及び第2ストレージ電極118a’の一部を露出させる一対の第2コンタクトホール140b、140b’とを形成する。
Next, a
また、前記第3マスク工程で第2絶縁膜115bの一部領域を選択的に除去することにより、共通ライン108l、データパッドライン117p、及びゲートパッドライン116pの一部をそれぞれ露出させる第3コンタクトホール140c、第4コンタクトホール140d、及び第5コンタクトホール140eを形成する。
Further, a third contact that exposes a part of the common line 108l, the
次に、図2D及び図3Dに示すように、第1コンタクトホール140a〜第5コンタクトホール140eが形成されたアレイ基板110の全面に透明な導電物質で形成された第3導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ工程(第4マスク工程)で前記第3導電膜を選択的に除去することにより、第1コンタクトホール140aを介してドレイン電極123に電気的に接続されると同時に、一対の第2コンタクトホール140b、140b’を介して前記第1ストレージ電極118a及び第2ストレージ電極118a’に電気的に接続される第2接続ライン118Lを形成する。
Next, as shown in FIGS. 2D and 3D, a third conductive film made of a transparent conductive material is formed on the entire surface of the
また、前記第4マスク工程で前記第3導電膜を選択的に除去することにより、前記画素領域内に交互に配置されて横電界を発生する複数の共通電極108、108a、108a’と画素電極118を形成し、第4コンタクトホール140d及び第5コンタクトホール140eを介してそれぞれデータパッドライン117p及びゲートパッドライン116pに電気的に接続されるデータパッド電極127p及びゲートパッド電極126pを形成する。
In addition, by selectively removing the third conductive film in the fourth mask step, a plurality of
ここで、共通電極108、108a、108a’のうち画素領域の縁部に形成された第1最外郭共通電極108a及び第2最外郭共通電極108a’は、第1絶縁膜115aと第2絶縁膜115bを介してそれぞれその下部の第1ストレージ電極118a及び第2ストレージ電極118a’と重なって第1ストレージキャパシタCst1及び第2ストレージキャパシタCst2を構成する。
Here, the first outermost
また、前記第4マスク工程で、共通電極108、108a、108a’の一端部にはゲートライン116に対して実質的に平行方向に配置され、共通電極108、108a、108a’の一側を接続する第1接続ライン108Lが形成される。
In the fourth mask process, one end of the
また、前記画素領域内の任意の共通電極108の下部には、データライン117に対して実質的に平行方向に本発明の第1の実施の形態の共通ライン108lが形成され、共通ライン108lは、第2絶縁膜115bに形成された第3コンタクトホール140cを介して第1接続ライン108Lに電気的に接続されて第1接続ライン108Lと共通電極108、108a、108a’に共通電圧を供給する。
Further, the common line 108l according to the first embodiment of the present invention is formed below the arbitrary
また、前記第3導電膜は、共通電極108、108a、108a’、第1接続ライン108L、第2接続ライン118L、及び画素電極118を形成するために、インジウムスズ酸化物又はインジウム亜鉛酸化物などの透過率に優れた透明な導電物質を含む。
The third conductive film may be formed of indium tin oxide or indium zinc oxide to form the
このように、本発明の第1の実施の形態の横電界方式液晶表示装置は、共通電極108、108a、108a’、画素電極118、第1接続ライン108L、及び第2接続ライン118Lが透明な導電物質で形成され、共通ライン108lをデータライン117に対して実質的に平行方向に形成することにより、共通ライン108lの線幅を減少できて画素領域の開口率が約8〜30%向上するという効果が得られる。また、共通ライン108lを共通電極108の下部に共通電極108と並べて形成することにより、開口領域を最大に拡張できる。
As described above, in the horizontal electric field mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the
また、前述したように、全体の液晶表示パネルにおいて、ゲートライン116の全長の約0.56倍の長さを有するデータライン117の方向に共通ライン108lを形成することにより、共通ライン108lの全体抵抗が減少する。その結果、共通電圧が安定化してリップルやフリッカーなどの画質低下の問題を防止できる。
Further, as described above, in the entire liquid crystal display panel, the common line 108l is formed in the direction of the
また、本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置は、第1絶縁膜を介在した状態でゲートライン116を横切る方向に共通ライン108lを形成することにより、ゲートライン116と共通ライン108lが短絡する不良を防止できるので収率が向上する。
Further, the horizontal electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is common to the
このように構成された本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置は、共通電極108、108a、108a’、画素電極118、及びデータライン117を折曲構造で形成して液晶分子の駆動方向が対称性を有するマルチドメイン構造を形成することにより、液晶の複屈折特性による異常光を互いに相殺してカラーシフト現象を最小化できる。すなわち、液晶分子の複屈折特性により、液晶分子を見る視野角によってカラーシフトが発生するが、特に、液晶分子の短軸方向にはイエローシフト(yellow shift)が観察され、長軸方向にはブルーシフト(blue shift)が観察される。従って、前記液晶分子の短軸と長軸が適切に配置されると、複屈折値を補償してカラーシフトを減少できる。
In the horizontal electric field mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention configured as described above, the
例えば、液晶分子が対称となる配列を有する2ドメインの場合、図5に示すように、第1液晶分子190aのa1の複屈折値は、第1液晶分子190aの反対方向の分子配列を有する第2液晶分子190bのa2の複屈折値により補償されて結果として複屈折値が約0になる。また、c1の複屈折値はc2により補償される。従って、液晶分子の複屈折特性によるカラーシフト現象を最小化することにより、視野角による画質低下を防止できる。
For example, in the case of two domains in which the liquid crystal molecules have a symmetrical arrangement, as shown in FIG. 5, the birefringence value of a1 of the first
ここで、本発明の第1の実施の形態による横電界方式液晶表示装置は、画素領域内に1つの共通ラインを形成した例について説明してきたが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、前記共通ラインは、共通ラインの抵抗によって2つ以上に設計することもできる。 Here, the horizontal electric field mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention has been described with respect to an example in which one common line is formed in the pixel region. However, the present invention is not limited to this. Absent. That is, two or more common lines may be designed depending on the resistance of the common line.
以下、2つの共通ラインを形成した本発明の第2の実施の形態による横電界方式液晶表示装置について図6を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention in which two common lines are formed will be described in detail with reference to FIG.
図6は、本発明の第2の実施の形態による横電界方式液晶表示装置のアレイ基板の一部を概略的に示す平面図であり、共通ラインが2つであることを除いては、第1の実施の形態の横電界方式液晶表示装置のアレイ基板と同様な構成要素を有する。 FIG. 6 is a plan view schematically showing a part of the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, except that there are two common lines. It has the same components as the array substrate of the horizontal electric field type liquid crystal display device of one embodiment.
図6に示すように、第2の実施の形態のアレイ基板210は、アレイ基板210の上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン216とデータライン217が形成され、ゲートライン216とデータライン217の交差領域にはスイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される。
As shown in FIG. 6, the
薄膜トランジスタは、ゲートライン216の一部を構成するゲート電極221と、データライン217に接続されたソース電極222と、画素電極218に接続されたドレイン電極223とから構成される。さらに、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極221とソース/ドレイン電極222、223の絶縁のための第1絶縁膜(図示せず)と、前記ゲート電極221に供給されるゲート電圧により前記ソース電極222とドレイン電極223間に伝導チャネルを形成するアクティブパターン(図示せず)とを含む。
The thin film transistor includes a
また、前記画素領域内には、横電界を発生するための共通電極208、208a、208a’と画素電極218が交互に形成され、共通電極208、208a、208a’のうち画素領域の縁部に形成された一対の最外郭共通電極208a、208a’は、前記第1絶縁膜と第2絶縁膜(図示せず)を介してそれぞれその下部の一対のストレージ電極218a、218a’と重なって第1ストレージキャパシタCst1と第2ストレージキャパシタCst2を構成する。ここで、共通電極208、208a、208a’と画素電極218は、データライン217に対して実質的に平行方向に配列される。
Further,
また、共通電極208、208a、208a’の一端部には、ゲートライン216に対して実質的に平行方向に配置され、共通電極208、208a、208a’の一側を接続する第1接続ライン208Lが形成される。
In addition, one end of the
また、画素電極218の一端部には、画素電極218の一側を接続し、前記第2絶縁膜に形成された第1コンタクトホール240a及び一対の第2コンタクトホール240b、240b’を介してそれぞれドレイン電極223及び一対のストレージ電極218a、218a’に電気的に接続される第2接続ライン218Lが形成される。
In addition, one end of the
また、前記画素領域内の任意の共通電極208の下部には、データライン217に対して実質的に平行方向に本発明の第2の実施の形態の第1共通ライン208lと第2共通ライン208l’が形成され、ここで、第1共通ライン208lと第2共通ライン208l’は、データライン217と同一の導電物質で、データライン217と同一の層に形成される。
In addition, below the arbitrary
また、第1共通ライン208lと第2共通ライン208l’は、第2絶縁膜に形成された一対の第3コンタクトホール240c、240c’を介して第1接続ライン208Lに電気的に接続されて第1接続ライン208Lと共通電極208、208a、208a’に共通電圧を供給する。
The first common line 208l and the second common line 208l ′ are electrically connected to the
ここで、アレイ基板210の縁部領域には、ゲートライン216とデータライン217にそれぞれ電気的に接続されるゲートパッド電極226pとデータパッド電極227pが形成され、外部の駆動回路部から印加される走査信号とデータ信号をそれぞれゲートライン216とデータライン217に伝達する。
Here, in the edge region of the
すなわち、データライン217とゲートライン216は、駆動回路部側に延びてそれぞれデータパッドライン217pとゲートパッドライン216pに接続され、これらデータパッドライン217pとゲートパッドライン216pは、前記第2絶縁膜に形成された第4コンタクトホール240dと第5コンタクトホール240eを介して電気的に接続されたデータパッド電極227pとゲートパッド電極226pを介して前記駆動回路部からそれぞれデータ信号と走査信号を受信する。
That is, the
また、前述したように、第1の実施の形態及び第2の実施の形態の横電界方式液晶表示装置は、画素領域の左右縁部に第1最外郭共通電極と第2最外郭共通電極及び第1ストレージ電極と第2ストレージ電極がそれぞれ形成されて第1ストレージキャパシタと第2ストレージキャパシタを構成する例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、画素領域の一側縁部にのみストレージ電極が形成されて1つのストレージキャパシタを構成する場合にも適用できる。 In addition, as described above, the horizontal electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment and the second embodiment includes the first outermost common electrode, the second outermost common electrode, and the second outermost common electrode at the left and right edges of the pixel region. Although an example in which the first storage electrode and the second storage electrode are formed to form the first storage capacitor and the second storage capacitor has been described, the present invention is not limited to this, and one side of the pixel region The present invention can also be applied to a case where a storage electrode is formed only at the edge portion to constitute one storage capacitor.
図7は、本発明の第3の実施の形態による横電界方式液晶表示装置のアレイ基板の一部を概略的に示す平面図であり、画素領域の一側縁部にのみストレージ電極が形成されて1つのストレージキャパシタを構成したことを除いては、第1の実施の形態の横電界方式液晶表示装置のアレイ基板と同様な構成要素を有する。 FIG. 7 is a plan view schematically showing a part of an array substrate of a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, in which a storage electrode is formed only at one side edge of a pixel region. Except that one storage capacitor is configured, it has the same components as the array substrate of the horizontal electric field mode liquid crystal display device of the first embodiment.
図7に示すように、第3の実施の形態のアレイ基板310には、アレイ基板310の上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン316とデータライン317が形成され、ゲートライン316とデータライン317の交差領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される。
As shown in FIG. 7, on the
前記薄膜トランジスタは、ゲートライン316の一部を構成するゲート電極321と、前記データライン317に接続されたソース電極322と、画素電極318に接続されたドレイン電極323とから構成される。さらに、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極321とソース/ドレイン電極322、323の絶縁のための第1絶縁膜(図示せず)と、ゲート電極321に供給されるゲート電圧によりソース電極322とドレイン電極323間に伝導チャネルを形成するアクティブパターン(図示せず)とを含む。
The thin film transistor includes a
また、前記画素領域内には横電界を発生するための共通電極308、308a、308a’と画素電極318が交互に形成され、共通電極308、308a、308a’のうち画素領域の左側縁部に形成された最外郭共通電極308aは、前記第1絶縁膜と第2絶縁膜(図示せず)を介してその下部のストレージ電極318aと重なってストレージキャパシタCstを構成する。
Further,
このように、本発明の第3の実施の形態の横電界方式液晶表示装置は、ストレージ電極318aが画素領域の一側縁部にのみ形成されることにより、画素領域の開口率を一層改善することができる。
As described above, the horizontal electric field mode liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention further improves the aperture ratio of the pixel region by forming the
ここで、共通電極308、308a、308a’の一端部には、ゲートライン316に対して実質的に平行方向に配置され、共通電極308、308a、308a’の一側を接続する第1接続ライン308Lが形成される。
Here, a first connection line is disposed at one end of the
また、画素電極318の一端部には、画素電極318の一側を接続し、前記第2絶縁膜に形成された第1コンタクトホール340a及び第2コンタクトホール340bを介してそれぞれ前記ドレイン電極323及びストレージ電極318aに電気的に接続される第2接続ライン318Lが形成される。
In addition, one end of the
また、前記画素領域内の任意の共通電極308の下部には、データライン317に対して実質的に平行方向に本発明の第3の実施の形態の共通ライン308lが形成され、ここで、共通ライン308lは、第2絶縁膜に形成された第3コンタクトホール340cを介して第1接続ライン308Lに電気的に接続されて第1接続ライン308Lと共通電極308、308a、308a’に共通電圧を供給する。
In addition, a common line 308l according to the third embodiment of the present invention is formed below the arbitrary
ここで、アレイ基板310の縁部領域には、ゲートライン316とデータライン317にそれぞれ電気的に接続されるゲートパッド電極326pとデータパッド電極327pが形成され、外部の駆動回路部から印加される走査信号とデータ信号をそれぞれゲートライン316とデータライン317に伝達する。
Here, in the edge region of the
すなわち、データライン317とゲートライン316は、駆動回路部側に延びてそれぞれデータパッドライン317pとゲートパッドライン316pに接続され、これらデータパッドライン317pとゲートパッドライン316pは、前記第2絶縁膜に形成された第4コンタクトホール340dと第5コンタクトホール340eを介して電気的に接続されたデータパッド電極327pとゲートパッド電極326pを介して前記駆動回路部からそれぞれデータ信号と走査信号を受信する。
That is, the
このように構成された第1の実施の形態〜第3の実施の形態のアレイ基板は、画像表示領域の外郭に形成されたシーラントによりカラーフィルタ基板(図示せず)に対向して貼り合わせられ、ここで、前記カラーフィルタ基板には、前記薄膜トランジスタ、ゲートライン、及びデータラインに光が漏れることを防止するブラックマトリクスと、赤、緑、及び青色のカラーを実現するためのカラーフィルタとが形成される。ここで、前記カラーフィルタ基板とアレイ基板との貼り合わせは、前記カラーフィルタ基板又はアレイ基板に形成された貼り合わせキーにより行われる。 The array substrates of the first to third embodiments configured as described above are bonded to a color filter substrate (not shown) by a sealant formed on the outer periphery of the image display area. Here, a black matrix for preventing light from leaking into the thin film transistor, the gate line, and the data line, and a color filter for realizing red, green, and blue colors are formed on the color filter substrate. Is done. Here, the color filter substrate and the array substrate are bonded together by a bonding key formed on the color filter substrate or the array substrate.
本発明は、液晶表示装置だけでなく、薄膜トランジスタを利用して製造される他の表示装置、例えば、駆動トランジスタに有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diodes:OLED)が接続された有機発光ディスプレイ装置にも利用できる。 The present invention is applied not only to a liquid crystal display device but also to other display devices manufactured using thin film transistors, such as an organic light emitting display device in which an organic light emitting diode (OLED) is connected to a driving transistor. Available.
本発明は多様な形態で実現することができ、前述した実施の形態によって限定されるものでなく、むしろ好ましい実施の形態として解釈されるべきであり、本発明の請求の範囲内で行われるあらゆる変更及び変形、並びに請求の範囲の均等物は本発明の請求の範囲に含まれる。 The present invention can be realized in various forms and should not be limited by the above-described embodiments, but rather should be construed as preferred embodiments, and can be made within the scope of the claims of the present invention. Modifications and variations, and equivalents of the claims are included in the scope of the claims.
Claims (24)
前記第1方向に対して実質的に垂直した第2方向に配列され、前記ゲートラインとともに前記アレイ基板に画素領域を定義するデータラインと、
前記アレイ基板上に提供された少なくとも1つのストレージ電極と、
前記画素領域を横切って延びる共通電極と、
前記共通電極に対して実質的に平行に配列されるとともに、前記共通電極と交互に配置されて前記画素領域に横電界を発生させる画素電極と、
前記ゲートラインと前記データラインとの交差領域に提供され、対応するデータラインに接続されたソース電極、対応する画素電極に接続されたドレイン電極、及びゲート電極を含む薄膜トランジスタと、
前記画素領域内にそれぞれの共通電極の下部に位置し、前記データラインに対して実質的に平行に配置される少なくとも1つの共通ラインと
を含むことを特徴とする横電界方式液晶表示装置。 Gate lines arranged in a first direction on the array substrate;
A data line arranged in a second direction substantially perpendicular to the first direction and defining a pixel region in the array substrate together with the gate line;
At least one storage electrode provided on the array substrate;
A common electrode extending across the pixel region;
A pixel electrode arranged substantially parallel to the common electrode and alternately arranged with the common electrode to generate a horizontal electric field in the pixel region;
A thin film transistor including a source electrode connected to a corresponding data line, a drain electrode connected to a corresponding pixel electrode, and a gate electrode provided at an intersection region of the gate line and the data line;
A horizontal electric field type liquid crystal display device comprising: at least one common line located under each common electrode in the pixel region and disposed substantially parallel to the data line.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode LCD according to claim 1, wherein the common line and the data line are made of the same conductive material, and the common line is provided on a layer in which the data line is formed. apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 2. The common line according to claim 1, wherein the common line crosses the corresponding gate line with an insulating film interposed between the gate line and the common line to prevent a short circuit with the corresponding gate line. The horizontal electric field type liquid crystal display device described.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein the common electrode and the pixel electrode have at least one bent structure.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a first connection line connected to the common electrode and substantially parallel to the gate line.
ことを特徴とする請求項6に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 6, further comprising a second connection line connected to the pixel electrode and electrically connected to the drain electrode and the storage electrode.
ことを特徴とする請求項7に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode liquid crystal display according to claim 7, wherein the second connection line is electrically connected to the drain electrode and the storage electrode through the first contact hole and the second contact hole, respectively. apparatus.
ことを特徴とする請求項7に記載の横電界方式液晶表示装置。 8. The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 7, wherein at least one of the common electrode, the pixel electrode, the first connection line, and the second connection line is formed of a transparent conductive material. .
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the common electrode includes an outermost common electrode provided at an edge of each pixel region.
ことを特徴とする請求項10に記載の横電界方式液晶表示装置。 11. The horizontal electric field type liquid crystal display device according to claim 10, wherein the outermost common electrode forms a storage capacitor by overlapping the storage electrode with a first insulating film and a second insulating film interposed therebetween.
ことを特徴とする請求項6に記載の横電界方式液晶表示装置。 The common line is electrically connected to the first connection line through a third contact hole provided in the second insulating film, and supplies a common voltage to the first connection line and the common electrode. A horizontal electric field type liquid crystal display device according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The at least one common line includes a first common line and a second common line provided under each common electrode in a corresponding pixel region, and the first common line and the second common line are: 2. The horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is substantially parallel to the data line.
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式液晶表示装置。 The horizontal electric field mode liquid crystal display according to claim 1, wherein the at least one storage electrode comprises one storage electrode provided at an edge region of the pixel region to form one storage capacitor. apparatus.
前記アレイ基板上にストレージ電極を形成する段階と、
前記画素領域を延びて横切る共通電極を形成する段階と、
前記共通電極に対して実質的に平行に配列されるとともに、前記共通電極と交互に配置されて前記画素領域に横電界を発生させる画素電極を形成する段階と、
前記ゲートラインと前記データラインとの交差領域に提供され、対応するデータラインに接続されたソース電極、対応する画素電極に接続されたドレイン電極、及びゲート電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記画素領域内に前記共通電極のいずれか1つの共通電極の下部に位置し、前記データラインに対して実質的に平行に少なくとも1つの共通ラインを形成する段階と
を含むことを特徴とする横電界方式液晶表示装置の製造方法。 Forming gate lines arranged in a first direction on the array substrate and data lines defining a pixel region together with the gate lines arranged in a second direction substantially perpendicular to the first direction; When,
Forming a storage electrode on the array substrate;
Forming a common electrode extending across the pixel region;
Forming a pixel electrode arranged substantially parallel to the common electrode and alternately arranged with the common electrode to generate a lateral electric field in the pixel region;
Forming a thin film transistor including a source electrode provided at an intersection region of the gate line and the data line and connected to the corresponding data line, a drain electrode connected to the corresponding pixel electrode, and a gate electrode;
Forming at least one common line in the pixel region below a common electrode of the common electrode and substantially parallel to the data line. Manufacturing method of electric field type liquid crystal display device.
ことを特徴とする請求項15に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The gate line, the storage electrode, and the gate pad line are formed by forming a first conductive film on the array substrate and then selectively patterning the first conductive film in a first photolithography process. The method of manufacturing a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 15.
ことを特徴とする請求項15に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The source electrode and the drain electrode, the common line, the data line, and the data pad line are formed on the array substrate on which the gate electrode, the gate line, the storage electrode, and the gate pad line are formed. film, an amorphous silicon thin film, after forming n + amorphous silicon thin film, and a second conductive film, the amorphous silicon thin film in the second photolithography step, n + amorphous silicon thin film, and a second The method according to claim 15, wherein the conductive film is formed by selective patterning.
ことを特徴とする請求項15に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 A second insulating film is formed on the array substrate on which the active pattern, the source and drain electrodes, the data line, and the data pad line are formed, and then the second insulating film is formed in a third photolithography process. The method may further include forming a plurality of contact holes exposing part of the drain electrode, the storage electrode, the common line, the data pad line, and the gate pad line by selective patterning. A method of manufacturing a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 15.
ことを特徴とする請求項15に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The common electrode, the pixel electrode, the first connection line and the second connection line, the data pad electrode, and the gate pad electrode are formed of a second conductive film made of a transparent conductive material. 16. The method of manufacturing a lateral electric field liquid crystal display device according to claim 15, wherein the method is formed on the second insulating film of the array substrate in which one to fifth contact holes are formed.
前記ゲート電極、ゲートライン、及びストレージ電極が形成された第1基板上に第1絶縁膜を形成する段階と、
前記第1絶縁膜上にアクティブパターンを形成する段階と、
前記アクティブパターンが形成された第1基板上にソース電極とドレイン電極を形成し、前記ゲートラインと交差して画素領域を定義するデータラインを形成する段階と、
前記アクティブパターンが形成された第1基板の画素領域に形成し、前記データラインに対して実質的に平行方向に少なくとも1つの共通ラインを形成する段階と、
前記ソース電極、ドレイン電極、データライン、及び共通ラインが形成された第1基板上に第2絶縁膜を形成する段階と、
前記画素領域の第2絶縁膜上に交互に配置されて横電界を発生させる複数の共通電極と画素電極を形成するとき、少なくとも1つの共通電極は前記共通ラインの上部に位置するように共通電極と画素電極を形成する段階と
を含むことを特徴とする横電界方式液晶表示装置の製造方法。 Forming a gate electrode, a gate line, and a storage electrode on the first substrate;
Forming a first insulating layer on the first substrate on which the gate electrode, the gate line, and the storage electrode are formed;
Forming an active pattern on the first insulating layer;
Forming a source electrode and a drain electrode on the first substrate on which the active pattern is formed, and forming a data line defining a pixel region across the gate line;
Forming in the pixel region of the first substrate on which the active pattern is formed, and forming at least one common line in a direction substantially parallel to the data line;
Forming a second insulating layer on the first substrate on which the source electrode, the drain electrode, the data line, and the common line are formed;
When forming a plurality of common electrodes and pixel electrodes that are alternately disposed on the second insulating film in the pixel region to generate a lateral electric field, the common electrode is positioned above the common line. And a step of forming a pixel electrode. A method of manufacturing a horizontal electric field mode liquid crystal display device.
前記ゲートラインに対して実質的に平行方向に配列して前記画素電極の一側を接続する第2接続ラインを形成する段階と
をさらに含む
ことを特徴とする請求項20に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 Forming a first connection line arranged in a direction substantially parallel to the gate line and connecting one side of the common electrode;
21. The horizontal electric field method according to claim 20, further comprising: forming a second connection line arranged in a direction substantially parallel to the gate line and connecting one side of the pixel electrode. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
ことを特徴とする請求項21に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The second connection line is formed to be electrically connected to the drain electrode through a first contact hole and to be electrically connected to the storage electrode through a second contact hole. Item 22. A manufacturing method of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to Item 21.
ことを特徴とする請求項20に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The gate electrode, the gate line, and the storage electrode are formed of a first conductive film, and the source electrode, the drain electrode, the data line, and the common line are formed of a second conductive film. 21. A method of manufacturing a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 20,
ことを特徴とする請求項20に記載の横電界方式液晶表示装置の製造方法。 The storage electrode is formed at a pixel region edge of the first substrate in a direction substantially parallel to the data line, and a first insulating film and a second insulating film are interposed between the common electrode and the storage electrode. 21. The method of manufacturing a horizontal electric field mode liquid crystal display device according to claim 20, wherein a storage capacitor is formed so as to overlap the common electrode.
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